Русская Википедия:Бромид цезия

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Броми́д це́зия (цезий бромистый) — CsBr, неорганическое бинарное соединение цезия и брома, цезиевая соль бромоводородной кислоты. Бесцветное (в кристаллическом виде) вещество с ионной структурой; нелетучее, термически устойчивое, хорошо растворимое в воде. Кристаллическая решётка CsBr — кубическая примитивная типа CsCl.

Молекулярная и кристаллическая структура

Бромид цезия — соединение с ярко выраженной ионной структурой (ионный кристалл), где каждый ион цезия Cs⁺ окружен восемью ионами брома Br⁻. Энергия ионизации, I = 7,78 эВ^{:[стр. 373]}. Энергия атомизации (E_св) равна 395 кДж/моль^{:[стр. 380]}. Бромид цезия в газообразном состоянии содержит молекулы димера Cs₂Br₂ плоской ромбической формы.

Файл:CsCl polyhedra.png

Структура решётки CsBr

Кристаллическая решётка соединения кубическая, примитивная (α-CsBr), пространственная группа P m3m, a = 0,429 нм, Z = 1.

При нагревании α-CsBr переходит в гранецентрированную модификацию β-CsBr (тип NaCl)^{:[стр. 91]}. Пространственная группа F m3m, a = 0,723 нм, Z = 4. Энергия кристаллической решётки U = 625,9 кДж/моль^{:[стр. 101]}. Длина связи Cs—Br в газообразном состоянии составляет 307 пм, в жидком — 355 пм, твёрдом — 362 пм. При температуре жидкого гелия в кристаллах бромида цезия происходит скольжение дислокации, приводящее к аномальной пластичности и тягучести соединения.

Элементный состав соединения: Cs 62,45 %, Br 37,55 %.

Физические свойства

Бромид цезия в нормальных условиях представляет собой бесцветное (в крупно-кристаллическом виде) или белое (в виде порошка) соединение, хорошо растворимое в воде — 123,3 грамм CsBr в 100 г H₂O при 50 °С, 214 г при 80 °С^{:[стр. 620]}. Теплота растворения в воде при комнатной температуре составляет −25,96 кДж/моль. Не образует кристаллогидратов. Из водных растворов кристаллизуется в виде безводных кубических кристаллов или безводных кристаллов в форме ромбических додекаэдров^{:[стр. 100]}.

Плотность водного раствора CsBr при 20 °C^{:[стр. 645]}:

	1 %	2 %	4 %	6 %	8 %	10 %	12 %	14 %
Плотность, г/л	1006,1	1014,1	1030,5	1047,3	1064,7	1082,7	1101,2	1120,3
	16 %	18 %	20 %	22 %	24 %	30 %	35 %	40 %
	1140,1	1160,5	1181,7	1203,6	1226,3	1299,7	1367,6	1442,8

Соединение растворимо в метаноле, этаноле; хорошо растворимо в муравьиной кислоте и гидразине; плохо растворимо в ацетоне, пиридине, эфире, ацетонитриле, нитробензоле.

Хорошо растворим в бромоводородной кислоте. Зависимость максимальной концентрации CsBr (по массе) в водном растворе HBr различной концентрации при 25 °C:

Концентрация HBr, %	5 %	10 %	15%	20 %	25 %
Концентрация CsBr, %	49,0	40,6	33,3	27,9	23,4

Основные термодинамические характеристики:[стр. 462, 532]: в газообразном состоянии: стандартная энтальпия образования, ΔHo298 = −208 кДж/моль; стандартная энтропия образования, So298 = 267 Дж/(моль·K); стандартная энергия Гиббса образования, ΔGo298 = −240 кДж/моль. в кристаллическом состоянии: стандартная энтальпия образования, ΔHo298 = −392 кДж/моль; стандартная энтропия образования, So298 = 117 Дж/(моль·K); стандартная энергия Гиббса образования, ΔGo298 = −379 кДж/моль.

Получение

В лабораторных условиях бромид цезия может быть получен взаимодействием гидроксида, карбоната, гидрокарбоната или сульфида цезия с бромистоводородной кислотой:

<math>\mathsf{CsOH+HBr=CsBr+H_2O}</math>

<math>\mathsf{Cs_2CO_3+2HBr=2CsBr+CO_2\uparrow+H_2O}</math>

Возможный альтернативный вариант — обменная реакция карбоната цезия с бромидом кальция или бария:

<math>\mathsf{Cs_2CO_3+CaBr_2=2CsBr+CaCO_3\downarrow}</math>

Химические свойства

Бромид цезия — термически довольно устойчивое соединение. В отсутствие воды в газообразном состоянии при температуре 2100—2400 K степень диссоциации молекул CsBr не превышает 0,025.

Концентрированный водный раствор бромида цезия реагирует с жидким бромом с образованием дибромобромата(I) цезия:

<math>\mathsf{CsBr+Br_2=Cs[Br(Br)_2]}</math>

Действием увлажнённого хлора на тонкоизмельченный бромид цезия можно получить дихлоробромат(I) цезия:

<math>\mathsf{CsBr+Cl_2=Cs[Br(Cl)_2]}</math>

Соединение в водных растворах вступает в традиционные реакции ионного обмена, например:

<math>\mathsf{CsBr+AgNO_3=CsNO_3+AgBr\downarrow}</math>

Применение

• Входит в состав люминофоров для люминесцентных экранов, используемых в рентгене;
• Источник щелочного металла (основа специальных таблеток) для термоионных детекторов, используемых в селективной газовой хроматографии;